Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле (1/2)

Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле (2/2)

v B F q v Bsin

v vsin

F q v B

vP vcos

движение частицы можно представить как сумму

перемещения вдоль направления Bс постоянной скоростью vP

и равномерного вращения с радиусом окружности R m v / qB в плоскости, перпендикулярной к вектору B.

Магнитная «бутылка»

термоизоляция высокотемпературной плазмы

Радиационные пояса

Циклотрон (1/2)

T 2 m

B q

период обращения не зависит от скорости

в циклотроне заряженная частица ускоряется электрическим полем, а удерживается на траектории магнитным полем.

Циклотроны позволяют ускорять протоны до энергии порядка 20 МэВ.

Циклотрон (2/2)

При увеличении энергии необходимо учитывать зависимость массы от скорости частиц.

Прибор, в котором в процессе ускорения каждой порции частиц соответствующим образом уменьшается частота ускоряющего напряжения, называется фазотроном (либо синхроциклотроном).

Ускоритель, в котором частота не меняется, а индукция магнитного поля изменяется так, чтобы отношение m / B оставалось постоянным, называют синхротроном.

В ускорителе, названном синхрофазотроном изменяются и частота ускоряющего напряжения, и магнитное поле. Ускоряемые частицы движутся в синхрофазотроне не по спирали, а по круговой траектории постоянного радиуса.

Эксперимент Томсона

v E B

Движение частицы в скрещенных однородных электрическом и магнитном полях

mкг9.109 10 31

Масс-спектрометр

масс-спектрометры – устройства с помощью которых можно измерять массы заряженных частиц – ионов или ядер различных атомов

R m v/ qB

Современные масс-спектрометры позволяют измерять массы заряженных частиц с точностью выше 10–4